Recently the various wireless network technologies for the Internet are proliferating. One of the major challenges in this heterogeneous wireless network is a seamless vertical handoff which is the process of maintaining user session while user moves among different networks. Related approaches supporting session mobility such as Session Initiation Protocol (SIP) and Mobile Stream Control Transmission Protocol (mSCTP) suffer from service disruption due to fleeting-location-collapse problem and session checking overhead, respectively. This paper proposes a SIP vertical handoff scheme between WLAN and HSDPA using mSCTP and link-layer information. Our proposed scheme utilizes multi-homing feature of mSCTP to reduce handoff delay. As a way to solve fleeting-location-collapse problem, a mobile node establishes a backup session with a correspondent node in advance. The simulation results illustrate the performance improvements of our proposed scheme in terms of average data transmission, packet loss and packet jitter during handoff.
무선 인터넷 기술이 발전함에 따라, 언제 어디서나 인터넷에 접속 할 수 있는 기능을 제공하는 여러 가지 기술들이 나타나고 있다. 이 이종 네트워크들은 각각의 특성이 있다. 예를 들어, 품질, 대역폭, 커버리지, 전력소비, 그리고 가격을 들 수 있다. 모바일 기기를 가지고 있는 사용자가 다른 WLAN과 HSDPA 네트워크를 겹친 지역을 이동한다고 한다면, 사용자는 WLAN 네트워크를 쓰고 싶을 것이다. WLAN이 HSDPA에 비하여 낮은 가격과 높은 대역폭을 제공하기 때문이다. 그에 반해 HSDPA는 대역폭은 작지만 언제 어디서나 접속 가능한 커버리지를 제공한다. 이런 이종망간의 핸드오프를 수직 핸드오프라 한다.
SIP와 mSCTP는 수직 핸드오프를 지원하는 프로토콜들이다. SIP는 멀티미디어 어플리케이션에서 세션을 형성하고, 수정하고, 그리고 없애는 기능을 한다. 또한, SIP는 이종 네트워크 환경에서 re-INVITE 를 사용하여 현재 세션을 다시 만드는 기능을 한다. 하지만 SIP는 실시간 위치 등록을 하지 않으므로 위치 정보 업데이트가 늦어지는 (fleeting-location-collapse) 문제점이 있다. 모바일 노드가 WLAN에서 HSDPA 네트워크로 수직핸드오프를 할 때 SIP registrar 서버에 실시간으로 업데이트 되지 않음으로써 기존 WLAN의 IP 주소로 패킷들이 전송되는 현상이다.
SCTP 프로토콜은 TCP와 UDP의 장점을 결합한 포로토콜로서, 멀티호밍 특징을 추가하고 있다. 이 SCTP를 모바일 환경에서 더욱 강력하게 만든 것은 mSCTP라는 프로토콜이다. mSCTP 프로토콜은 SCTP의 멀티호밍 장점을 가지고 있고, Dynamic Address Reconfiguration (DAR) 기능을 추가하였다. mSCTP의 핸드오프의 문제점은 세 번의 연속된 heartbeat_ACK 메시지가 오지 않을 경우, 핸드오프를 하는 문제점이다. 이 세 번의 메시지 기다림은 핸드오프 딜레이를 초래한다.
본 논문에서는 mSCTP의 특별한 기능인 멀티호밍 (multi-homing)을 이용하여 WLAN과 HSDPA망 사이의 핸드오프 딜레이를 줄였다. 위치 정보 업데이트가 늦어지는 문제 해결을 위해, 모바일 노드는 핸드오프 이전에 통신 노드와 백업 세션을 맺는 방법을 이용하였다. 더욱이, 이 논문에서 제안한 방법은 양 끝단(end-to-end)의 원칙을 지키고 있기 때문에 네트워크 구조를 바꿀 필요가 없다.
시뮬레이션을 통해 평균 전송 속도, 핸드오프 패킷 손실 그리고 패킷 지터를 측정하여 제안한 방법의 성능향상을 검증하였다. 결론적으로, 본 논문에서 제안한 수직핸드오프 기법은 실시간을 요하는 응용에서 핸드오프 중에도 원활한 통신이 될 수 있게 도움을 주고 향후에도 이 수직핸드오프 기법을 발전 시킬 수 있는 여지를 두고 있다.
